煤田地质学实验.doc

一、实验须知煤田地质学课堂实验教学的目的是培养学生从宏观和微观的尺度观察标本、判别煤岩类型的能力和读懂、绘制常用煤田地质图件的基本技能。学习如何获得第一性准确的地质资料，编制出反映含煤岩系的时空分布的图件。参加课堂实习的同学必须以严肃认真的科学态度和强烈的责任心进行实验。实验中凡是观察到的现象都必须如实记录。实验完成后，应及时撰写实验报告交给教师。二、实验室规则为了保证实验的正常进行和培养良好的实验作风，必须遵守下列规则：1 实验前应做好预习，明确实验目的和要求，了解实验步骤和方法。2 实验室内应保持安静和整洁。注意安全，爱护仪器，节约药品，水和电等。3 实验时遵从教师指导。实验过程中应思想集中，认真小心地进行操作，严格遵守操作规程。 4 实验完毕后，应把实验台、仪器和药品整理干净，关严水龙头，拉开电闸，关好门窗。 实验一：地球历史上的成煤期和成煤作用 2 学时一：目的要求：在中国煤炭科技博物馆的自然陈列馆仔细观察各个展馆的实物标本、图片、表格和视频展示，并认真做好笔记。重点学习地球历史上生物的进化、成煤期、成煤作用的基本特征，并观察不同煤级各类煤标本，记录其物性特征。二、实验内容：（一）地球厅和生命起源与进化厅：了解地球的历史演化进程、植物出现的地质年代、板块构造与成煤盆地的关系等等。要求详细记录地球历史上的主要成煤期，时间段、对应的植物进化情况和古地理概况。（二）矿物岩石与煤及其他矿产资源厅：通过认真观察图片资料、实物标本和相关视频，详细记录影响成煤作用的主要因子、煤种沉积构造环境的关系，特别是不同煤级的煤标本的宏观特征。特别是褐煤、烟煤、无烟煤的物性差异和内在联系。实验二：宏观煤岩类型实习 4 学时一、目的要求：观察各种牌号煤的标本、描述其岩石学特征；要求记录观察到的各种煤岩标本物性特征。二、实验内容：（一） 腐植煤的宏观煤岩类型腐植煤的宏观煤岩类型是用肉眼可以区分的煤的基本组成单位，包括：镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。观察手标本时，应认真观察并仔细描述其颜色、光泽、断口、微层理、裂隙等各项物性特征，进而练习识别宏观煤岩类型的主要指标：1. 镜煤：呈黑色，光泽强，质均匀而脆，具有贝壳状断口。2. 亮煤：光泽较强，仅次于镜煤，均一程度较镜煤差，亮煤是最常见的煤岩成分。3. 暗煤：暗煤的特点是光泽黯淡，一般呈灰黑色，致密，比重大，内生裂隙不发育，坚硬而具韧性。4. 丝炭：外观像木炭，颜色灰黑，具有明显的纤维状结构和丝绢光泽。（二）腐植煤的宏观煤岩组合类型以上述四种宏观煤岩类型为基本单位，可组合成不同的宏观煤岩组合类型。可根据下列特征与术语对所观察的标本进行描述和分类：1. 光亮型煤：主要有镜煤和亮煤组成，光泽很强。2. 半亮型煤：常以亮煤为主，有时由镜煤、亮煤和暗煤组成，也可能加有丝炭。3. 半暗型煤：有暗煤及亮煤组成，常以暗煤为主，有时也夹有镜煤和丝炭的线理、细条带和透镜体。4. 黯淡型煤：主要由暗煤组成，有时有少量镜煤、丝炭或夹矸透镜体，光泽黯淡，通常成块状构造，致密，层里不显。根据以上特征，综合起来为所观察的煤标本进行宏观煤岩组合类型定名。实验三：微观煤岩组分实习 4 学时一、 目的要求：在显微镜下才能识别的微观煤岩组分，叫做显微组分。实习的目的是学习在显微镜下观察和记录各种煤切片的显微结构、各种显微组分的形态和光学特征。要求记录观察到的现象。二、 实习内容（一） 煤的有机显微组分腐植煤的各种显微组分基本上可以分为三类，即凝胶化组分、丝碳化组分和稳定组分。1、 凝胶化组分：凝胶化组分是腐植煤中最主要的显微组分。（1）木煤：特点是细胞结构保存完好，细胞壁保持原厚或稍有膨胀，胞腔清晰，排列整齐，横切面成圆形、椭圆形，纵切面呈长条形，通常是空腔，但也有可能被矿物质或有机质所充填。（2）木质镜煤：是木质纤维组织继续膨胀的产物。（3）结构镜煤：经强烈分解后仍可用颜色深浅的差别区分出细胞痕迹的凝胶化组织。（4）无结构镜煤：经强烈分解后，细胞结构完全消失的凝胶化组织，通称为镜煤。（5）凝胶化基质：凝胶化基质是植物组织经凝胶化作用彻底分解的产物。（6）凝胶化浑圆体：具有清晰的轮廓，如圆形、椭圆形及纺锤形的凝胶化物质。（7）凝胶化菌类：高等植物内部有时寄生着真菌等菌类，湖沼中也有真菌等繁殖，有些煤中保存了菌类的繁殖器官菌核。（8）凝胶化碎屑：特征与无结构镜煤相似，但小于30 微米，形态极不规则，无细胞结构。2、 丝炭化组分：丝炭化组分也是煤中最常见的显微组分，它是由木质纤维组织经丝炭化作用形成。（1）丝炭：丝炭保存着明显的细胞结构，和木炭相应，易识别。（2）木质镜煤丝炭：具有与木质镜煤相应的细胞结构，特征是细胞壁强烈膨胀，胞腔缩小，排列不规则，有时只保存个别胞腔。（3）煤丝炭：具有镜煤结构的植物组织受到丝炭化作用形成的。（4）丝炭化基质：透射光下，黑色不透明，反光下呈白色、微突起。（5）丝炭化浑圆体，浑圆体是其形态的称呼，其原始来源不能确定。（6）丝炭化菌类，丝炭化物来自菌类。（7）丝炭化碎屑：小于30 微米的无细胞结构的丝炭化物质碎屑，形态极不规则。（8）微粒体：在反光油浸下成白色，是极其细小的颗粒，大小近于1 微米，往往填充在细胞腔中，也常与粘土矿物混杂在一起。3、 稳定组分：稳定组分是成煤植物中化学稳定性强的组成部分，包括树脂、孢子、花粉、角质膜、木栓层等。（1）木栓层：木栓层是组成树皮的一部分。（2）角质膜：角质膜存在于植物的叶、枝、芽的最外层，是由角质物质组成。（3）孢子和花粉：孢子是孢子植物的繁殖器官。（4）树脂（树脂体）：形状颇多，常呈椭圆形、纺锤形，轮廓清楚，没有结构。（5）藻类及腐泥.基质：腐泥煤是由藻类及其分解产物腐泥基质所组成。i. 藻类：煤中最常见的是绿藻单细胞组成的群体，如皮拉藻 Pila，抡奇藻Eeinschia 等属。ii. 腐泥基质：腐泥基质是藻类彻底分解的产物。（二） 煤的无机显微组分煤中除有机显微组分外，还有各种矿物质。1、粘土物质：是煤灰分的主要来源2、黄铁矿：是煤中最常见的矿物之一。3、石英：石英是煤中常见矿物之一，在我国中，新生代陆相含煤建造的煤中存在较普遍。4、方解石：常呈薄膜充填与煤的裂缝中，镜下观察多为脉状。综上所述，按其成因煤的矿物主要可分三类：a. 化学成因及生物化学成因矿物b. 陆源矿物c. 后生矿物 实验四 读图方法及读倾斜岩层地区地质图并作剖面 4 学时一、目的要求1. 了解倾斜岩层露头线与地形等高线的关系，学会求倾斜岩层的产状和厚度。2. 在倾斜岩层地形图上掌握布置地质剖面线的原则，熟悉编制倾斜岩层地质剖面图的内容、步骤和方法。二、实验内容编制倾斜岩层地质剖面图的内容、步骤和方法：1. 选择地质剖面线时，应尽可能切过地面出露的所有岩层，并垂直岩层走向，同时适当考虑尽可能使其与地形沟谷走向垂直，并穿越地形最高点和最低点。根据以上原则在地形地质图上选择合适路线，并画上一条细实线，两端标明编号，即为地质剖面线。2. 比例尺可与地形地质图一样或大1级到2级，但不能比地形地质图比例尺小。水平比例和垂直比例必须相同，否则将歪曲地形起伏和岩层倾角、厚度。同时，要注意规划图幅大小相适应。3. 确定基线，使留下的空间既能画出地形的高度，又能画出埋藏在地表以下的已知地层。基线两端各画出一条垂直比例尺，标出相应的标高。垂直比例尺高度应比地形地质图上地形的最高点更高一些。4. 首先把地形地质图上的地质剖面线与地形等高线的交点，逐个投影到剖面图上相应的标高位置上，画出地形线。然后，再画出地形地质图中的地质剖面线与岩层露头线的交点，逐个投影到地形线上，通过这些点按倾角画出岩层分界线。